Несмотря на то, что подавляющее большинство исследований кишечного микробиома сосредоточено на бактериях в толстом кишечнике, новое исследование — одно из немногих, которые сосредоточиваются на микробах в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта, — показывает, как типичная высококалорийная западная диета может индуцировать размножение микробов, которые способствуют пищеварению и поглощению продуктов с высоким содержанием жиров.
Несколько исследований показали, что эти бактерии могут размножаться в течение 24-48 часов в тонком кишечнике в ответ на потребление продуктов с высоким содержанием жиров. Результаты работы показывают, что эти микробы облегчают производство и секрецию пищеварительных ферментов в тонком кишечнике.
Эти пищеварительные ферменты разрушают диетический (полезный) жир, что позволяет быстро поглощать высококалорийные продукты. Одновременно с этим, микробы выделяют биологически активные соединения, которые стимулируют абсорбцию жира. Со временем постоянное присутствие этих микробов может привести к ожирению.
Эти бактерии являются частью цепочки событий, которые делают липидную абсорбцию более эффективной.
Мало кто из ученых изучает микробиом тонкого кишечника, но именно там перевариваются и поглощаются большинство витаминов и других микроэлементов.
Наше исследование является одним из первых, показывающих, что специфические микробы тонкой кишки непосредственно регулируют как переваривание, так и абсорбцию липидов. Эти данные могут лечь в основу лечения многих заболеваний, включая профилактику и терапию ожирения и сердечно-сосудистых патологий.
Eugene B. Chang, старший автор исследования
Цели исследования, опубликованного 11.04.2018 года в журнале Cell Host and Microbe, состояли в том, чтобы выяснить, требуются ли микробы для пищеварения и поглощения жиров. Далее, если ответ будет положительным, ученые смогут выяснить, какие конкретно микробы вовлекаются в процесс переваривания пищи, а также оценить их роль в усвоении жиров.
В исследовании участвовали стерильные мыши (животные, свободные от всех микроорганизмов, включая вирусы, а также от макропаразитов), выведенные в изолированных камерах, а также SPF-мыши (беспатогенные животные, т.е. организмы, свободные от специфических патогенных факторов).
Стерильные мыши, даже при соблюдении диеты с высоким содержанием жиров, не могли переваривать или поглощать жирные продукты. Вместо набора веса у них повысился уровень липидов в их стуле.
SPF-мыши, которые также питались продуктами с высоким содержанием жиров, успешно набирали вес. Эта диета быстро повышала обилие некоторых микробов в тонком кишечнике, включая бактерии из семейств Clostridiaceae и Peptostreptococcaceae. Было обнаружено, что член семейства Clostridiaceae специфически влияет на поглощение жира. Обилие других бактериальных семей уменьшилось на диете с высоким содержанием жиров, включая Bifidobacteriacaea и Bacteriodacaea, которые обычно ассоциируются с похудением.
Когда стерильным мышам были впоследствии введены микробы, способствовующие перевариванию жиров, они быстро приобрели способность абсорбировать липиды.
Наше исследование показало, что, по крайней мере у мышей, диета с высоким содержанием жиров может сильно изменить микробиом тонкого кишечник. Потребление высококалорийных продуктов способствует повышению концентрации специфических бактериальных штаммом в тонкой кишке. Эти микробы могут позволить хозяину переваривать высококалорийные продукты и поглощать жиры. Данный процесс может также оказывать влияние на «околокишечные» органы, включая поджелудочную железу.
Eugene B. Chang, старший автор исследования
Эта работа имеет важные последствия для разработки подходов к борьбе с ожирением, подразумевая уменьшение численности или активности некоторых микробов, которые способствуют поглощению жира, или увеличению обилия микробов, которые, наоборот, могут препятствовать поглощению жира.
Я бы сказала, что наиболее важным выводом является концепция того, что то, чем мы питаемся, оказывает глубокое влияние на разнообразие наших кишечных бактерий. Эти микробы непосредственно влияют на наш метаболизм и нашу склонность к набору веса.
Результаты нашей работы свидетельствуют о том, что, возможно, мы могли бы использовать пре- или пробиотики или даже разрабатывать постбиотики (соединения или метаболиты, полученные из бактерий) для улучшения потребления питательных веществ для людей с нарушениями пищеварения, включая болезнь Крона и язвенный колит.
Kristina Martinez-Guryn, ведущий автор исследования
а пересадку микробиома в тонкий кишечник не делают сейчас?